CN107814537A - 用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法，包括如下步骤：铝灰渣残灰预处理、陈化、混料、成型、后期养护，采用了待填埋的铝灰渣残灰作为主要集料，通过陈化激发了残灰中氧化铝、二氧化硅等成分的活性。添加了高性能减水剂、早强剂等添加剂，使得人行道砖早起强度高，脱模时不易损伤，抗压强度又得到增加。利用了铝灰渣残灰废料，具有生产成本低的特点。有效减少铝灰堆积影响生态环境的问题，起到了资源的再生利用效果，具有重要的实用价值。

Description

用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法
技术领域
本公开一般涉及制砖领域，具体涉及制备人行道砖的技术领域，尤其涉及一种用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法。
背景技术
随着我国经济的迅猛发展，对铝的需求量持续增加。我国已经成为世界最大的铝生产国家。随着金属铝的广泛应用，铝灰的产生量也不断增加。铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔渣经冷却加工后的产物，是可再生资源。目前我国铝灰的处理方式还主要以堆积为主，一方面堆渣占用了大量的土地，另一方面大量的铝灰在填埋时未经过无害化处理，导致环境污染。
铝灰中含有铝及多种有价元素，主要由金属铝单质、氧化物、氯化物等等构成。其中氮化铝在堆积时易与水发生反应，生成氨气。氨气是一种无色有刺激性恶臭气味的气体，因此大大增加了铝灰回收利用的难度。铝灰的来源主要有以下2方面：一方面是在电解氧化铝工艺生产过程中，由于操作和测定器具的携带、阳极更换、出铝、铸锭以及电解槽大修时产生。另一方面是原铝锭、铝材、铝压铸件与铸件、再生铝生产中，熔炼与铸造是必不可少的关键性工序，在此工序中定会产生一定量的铝灰，其中铝灰中金属铝的质量分数为30％～50％。刚出炉的铝灰含有大量的金属铝，基于目前铝渣回收工艺存在着一定的缺点，只有部分金属铝能被有效地回收利用，剩余的废铝渣则堆积在厂区或填埋。因此大力研究铝灰回收利用的方法，利用铝灰合成各种材料，实现铝灰的高价值资源综合利用率是落实循环经济、节能减排政策的要求。
目前我国人行道砖主要以混凝土路面砖为主，是以水泥和集料为主要原材料，经加工、振动加压或其他成型工艺制成。现有技术的环保型混凝土路面砖主要以碎石或砂石或煤渣作为集料，但采石或采砂破坏了生态环境，而煤渣制备的人行道砖强度不够理想。与此同时由于人行道砖的特性，需要保证一定的强度。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种环保的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法。
第一方面，本发明的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
铝灰渣残灰预处理：将原料铝灰渣残灰球磨，将球磨后铝灰渣残灰倒入水中，球磨后铝灰渣残灰与水的质量比为1:10～1:15，充分搅拌反应后取出，干燥，自然冷却后放置一定时间；
陈化：按以下质量份数称取第一原料：
经过预处理的铝灰渣残灰45～60份、生石灰5～10份，
加入占第一原料质量比为3％～5％的水，置于密闭环境下陈化；
混料：混合以下质量份数的第二原料：
石膏3～5份、熟石灰8～12份、普通硅酸盐水泥10～20份、微硅粉2～5份、工程砂5～10份，加入占普通硅酸盐水泥和熟石灰质量之和的0.5％～1％的岩砂晶，加入占普通硅酸盐水泥和熟石灰质量之和的1％～1.5％的甲酸钙，充分混合获得混料，将混料和经过陈化的铝灰渣残灰和生石灰混合后搅拌，获得原料混合物，
混合高性能减水剂和水，得到混合溶液，
将混合溶液倒入原料混合物中均匀搅拌得到制砖混料；
成型：将制砖混料放入模具中，在15～20MPa的压力下恒压一定时间，脱模成型，获得砖坯；
后期养护：将制得的砖坯放入水蒸汽环境中蒸养，自然冷却后自然养护3天，获得非烧结人行道砖。
根据本申请实施例提供的技术方案，采用了待填埋的铝灰渣残灰作为主要集料，通过陈化激发了残灰中氧化铝、二氧化硅等成分的活性。添加了高性能减水剂、早强剂等添加剂，使得人行道砖早起强度高，脱模时不易损伤，抗压强度又得到增加。利用了铝灰渣残灰废料，具有生产成本低的特点。有效减少铝灰堆积影响生态环境的问题，起到了资源的再生利用效果，具有重要的实用价值。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的实施例的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法的流程图；
图2为本发明的实施例的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
其中一个实施例为：
参考图1和2，一种利用铝灰渣残灰为主要原料制备非烧结人行道砖的方法，首先将铝灰渣残灰球磨过120目筛，按1:10的质量比倒入60℃的水中，使用超声波搅拌器反应12小时后取出。在80℃下干燥6小时，自然冷却后放置12小时，其中原料铝灰渣残灰包含以下质量份数的组分：单质铝小于5份、氧化铝为15～25份、氮化铝5～15份。
称取质量份数组成为：铝灰渣残灰56份和生石灰5份，加入占干料比3％的水，置于密闭环境下陈化48小时；
称取质量份数组成为：石膏5份、熟石灰12份、普通硅酸盐水泥10份、微硅粉2份、工程砂10份、岩砂晶0.3份、甲酸钙0.15份。称取混料后与陈化后的铝灰渣残灰一同放入搅拌机中搅拌30分钟；
称取质量为干料总重的8％的水和高性能减水剂0.2份，将混合溶液倒入铝灰渣原料混合物中均匀搅拌10分钟得到制砖混料；
将所得制砖混料倒入模具中，以20MPa的压力恒压1分钟后脱模。
将砖坯放入100℃的水浴锅中蒸养6小时，自然冷却后取出自然养护3天即为成品。
其中一个实施例为：
一种利用铝灰渣残灰为主要原料制备非烧结人行道砖的方法，首先将铝灰渣残灰球磨过150目筛，按1:12的质量比倒入100℃的水中，使用超声波搅拌器反应2.5小时后取出。在100℃下干燥2小时，自然冷却后放置10小时，其中原料铝灰渣残灰包含以下质量份数的组分：单质铝小于5份、氧化铝为15～25份、氮化铝5～15份。
称取质量份数组成为：铝灰渣残灰52份和生石灰7份，加入占干料比5％的水，置于密闭环境下陈化24小时；
称取质量份数组成为：石膏3份、熟石灰10份、普通硅酸盐水泥15份、微硅粉5份、工程砂8份、岩砂晶0.35份、甲酸钙0.15份。称取混料后放入搅拌机中搅拌45分钟；
称取质量为干料总重的10％的水和高性能减水剂0.2份，将混合溶液倒入铝灰渣原料混合物中均匀搅拌10分钟得到制砖混料；
将所得制砖混料倒入模具中，以15MPa的压力恒压3分钟后脱模。
将砖坯放入75℃的水浴锅中蒸养9小时，自然冷却后取出自然养护3天即为成品。
其中一个实施例为：
一种利用铝灰渣残灰为主要原料制备非烧结人行道砖的方法，首先将铝灰渣残灰球磨过200目筛，按1:15的质量比倒入90℃的水中，使用超声波搅拌器反应6小时后取出。在90℃下干燥4小时，自然冷却后放置8小时，其中原料铝灰渣残灰包含以下质量份数的组分：单质铝小于5份、氧化铝为15～25份、氮化铝5～15份。
称取质量份数组成为：铝灰渣残灰48份和生石灰10份，加入占干料比5％的水，置于密闭环境下陈化24小时；
称取质量份数组成为：石膏3份、熟石灰8份、普通硅酸盐水泥20份、微硅粉3份、工程砂8份、岩砂晶0.4份、甲酸钙0.2份。称取混料后和陈化后铝灰渣残灰一同放入搅拌机中搅拌60分钟；
称取质量为干料总重的12％的水和高性能减水剂0.2份，将混合溶液倒入铝灰渣原料混合物中均匀搅拌15分钟得到制砖混料；
将所得制砖混料倒入模具中，以18MPa的压力恒压2分钟后脱模。
将砖坯放入60℃的水浴锅中蒸养10小时，自然冷却后取出自然养护3天即为成品。
本发明所用的原料铝灰渣残灰为一次铝灰、二次铝灰经过炒铝灰后的作为固废填埋的残灰，颗粒大小不一，且单质铝含量低，对一种铝灰渣残灰检测，其中含铝成分(质量分数)：AlN约占10％，Al2O3约占20％，Al约占5％。本发明由于采用了待填埋的铝灰渣残灰作为主要集料，通过陈化激发了残灰中氧化铝、二氧化硅等成分的活性。并且添加了高性能减水剂、早强剂等添加剂，使得人行道砖早起强度高，脱模时不易损伤，抗压强度又得到增加。并且本发明方法制备的人行道砖由于利用了铝灰渣残灰废料，具有生产成本低的特点。采用压制成型的成型方法，具有能源消耗低的特点。并且有效减少铝灰堆积影响生态环境的问题，起到了资源的再生利用效果，具有重要的实用价值。水泥的掺入能提高抗压强度，但水泥的过多掺入会增加成本。石膏能使铝灰中的活性氧化铝生成一定数量的钙矾石，提高非烧结砖的早期强度。熟石灰作为碱性介质的存在，激发了废渣的潜在活性，形成了稳定性和强度较高的钙矾石和水化硅酸钙，能够有效提高抗压强度。工程砂作为一种填充骨料。起到了支撑的作用，少量添加可以提高耐久性，防止开裂。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
铝灰渣残灰预处理：将原料铝灰渣残灰球磨，将球磨后铝灰渣残灰倒入水中，球磨后铝灰渣残灰与水的质量比为1:10～1:15，充分搅拌反应后取出，干燥，自然冷却后放置一定时间；
陈化：按以下质量份数称取第一原料：
经过预处理的铝灰渣残灰45～60份、生石灰5～10份，
加入占所述第一原料质量比为3％～5％的水，置于密闭环境下陈化；
混料：混合以下质量份数的第二原料：
石膏3～5份、熟石灰8～12份、普通硅酸盐水泥10～20份、微硅粉2～5份、工程砂5～10份，加入占所述普通硅酸盐水泥和所述熟石灰质量之和的0.5％～1％的岩砂晶，加入占所述普通硅酸盐水泥和所述熟石灰质量之和的1％～1.5％的甲酸钙，充分混合获得混料，将所述混料和经过陈化的铝灰渣残灰和生石灰混合后搅拌，获得原料混合物，
混合高性能减水剂和水，得到混合溶液，
将所述混合溶液倒入所述原料混合物中均匀搅拌得到制砖混料；
成型：将所述制砖混料放入模具中，在15～20MPa的压力下恒压一定时间，脱模成型，获得砖坯；
后期养护：将制得的砖坯放入水蒸汽环境中蒸养，自然冷却后自然养护3天，获得非烧结人行道砖。
2.根据权利要求1所述的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，在所述铝灰渣残灰预处理步骤中，采用超声波搅拌器搅拌，球磨后的铝灰渣残灰的粒度为120至200目，水温为60～100℃，反应时间为2.5～12小时，干燥温度为80℃～100℃，干燥时间为2～6小时，冷却后的放置时间为8～12小时。
3.根据权利要求1所述的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，在所述陈化步骤中，所述陈化时间为24～48小时。
4.根据权利要求1所述的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，在所述混料步骤中，所述混料和所述经过陈化的铝灰渣残灰的搅拌时间为30～60分钟，所述混合溶液和所述原料混合物的搅拌时间为5～15分钟，所述高性能减水剂的加入量为所述普通硅酸盐水泥和所述熟石灰质量之和的0.5％～1％，所述水的加入量为所述石膏、熟石灰、普通硅酸盐水泥、微硅粉、工程砂、岩砂晶、甲酸钙质量之和的8％～10％。
5.根据权利要求1所述的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，在所述成型步骤中，所述成型方法为模具加压成型，恒压时间为1～3分钟。
6.根据权利要求1所述的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，在所述后期养护步骤中，所述水蒸气温度为60℃～80℃，蒸养时间为6～12小时。
7.根据权利要求1所述的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，所述原料铝灰渣残灰包含以下质量份数的组分：
单质铝小于5份、氧化铝为15～25份、氮化铝5～15份。
8.根据权利要求1所述的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，所述普通硅酸盐水泥标号为42.5R。
9.根据权利要求1所述的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，所述高性能减水剂为聚羟酸高性能减水剂。
10.根据权利要求1所述的用铝灰渣残灰制备非烧结人行道砖的方法，其特征在于，所述工程砂为细度模数为3.0的中砂。
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